Расчет солнечной панели

У меня есть небольшая солнечная панель из следующего,

  • Площадь = 0,0078 квадратных метра
  • Номинальная мощность = 1 Вт

Теперь мне интересно рассчитать общую энергию, которую эта солнечная панель может собрать за день.

Я беру следующие параметры,

  • Годовая солнечная радиация = 1200 кВтч/квадратный метр

Преобразовав это для моей солнечной панели, я получаю (1200 кВтч/365)*0,0078 = 25,6 Втч.

Это 25,6 Втч полной энергии, которую он может обеспечить? Но я думаю, что это неправильно, поскольку солнечная панель рассчитана только на 1 Вт, как она может обеспечить столько? Это правильно или я что-то упускаю в своих расчетах?

Я также попробовал другой способ подсчитать общую энергию, которую он может собрать за день. Это то, что я сделал дальше.

Я нахожу средний час солнечного сияния отсюда , я сделал средний расчет и получил 2,74 часа.

Энергия = 1 Вт * 2,74 = 2,75 Втч, это правильный способ?

Я не использовал солнечную радиацию во втором расчете, это правильно?

Какой из методов является правильным для расчета энергии для моей солнечной панели? или есть какой-то другой метод?

Ответы (3)

Во-первых, годовое солнечное излучение рассчитывается путем умножения мощности, падающей на квадратный метр, перпендикулярно солнцу, на 24 часа, а затем на 365 дней. Поскольку излучение обычно составляет около 1,366 кВт/кв. м, умножив его, вы получите 11,9 кВт-ч/кв. м, что является вашим числом.

Но вы могли заметить проблему. Это предполагает, что солнце светит 24 часа в сутки, что вряд ли правильно.

Во-вторых, ваш второй расчет также предполагает 24 часа солнечного света в сутки, что неверно. Поскольку средняя продолжительность дня составляет около 12 часов, ваши 25,6 Втч следует разделить на 2, что дает 12,8 Втч в день.

Наконец, это число говорит вам, сколько энергии падает на солнечный элемент, а не сколько он выдает. Также предполагается, что ячейка всегда будет перпендикулярна солнцу и что атмосфера не ослабляет солнечный свет. Первое может быть правдой, второе нет. Учтите, что на закате солнце намного тусклее, чем в полдень.

Возьмем случай полуденного солнечного света. Предполагая, что воздух очень чистый и вы получаете номинальную освещенность, мощность, падающая на ячейку, составит 1366 Вт/кв. м x 0,0078, или около 10 Вт. Поскольку у вас есть солнечный элемент, рассчитанный на 1 Вт, это говорит о том, что вы можете предположить, что элемент имеет КПД около 10%, что примерно соответствует действительности.

Для 1-ваттного солнечного элемента, который зафиксирован и расположен перпендикулярно солнцу в полдень, вы можете рассчитывать на общую мощность 4-6 Втч в ясный день. С одной стороны, по мере того, как солнце удаляется от положения полудня, эффективная площадь уменьшается (достигает нуля на восходе и закате, когда ячейка обращена к солнцу ребром). Кроме того, солнечный свет ослабляется атмосферой при более низких углах, и, наконец, сами клетки обычно становятся менее эффективными при более низких интенсивностях.

спасибо за ваш ответ, но я думаю, что в том, что вы упоминаете, есть некоторая ошибка, 1,366 кВт / кв.м должно быть 1,366 Вт / кв. м, не так ли? что также означает, что расчет неверен для общей падающей мощности на солнечной панели площадью 0,007 кв. М, она должна составлять около 10 мВт, а не Вт.
Нет, 1,366 кВт. Обратите внимание, что это десятичная точка, а не запятая. И если бы ваш номер был правильным, и ваша панель выдавала 10 мВт, вы не могли бы получить из нее 1 Втч. 1 Втч означает в среднем 1 ватт каждую секунду в течение 1 часа.

Солнечные панели обычно оцениваются с использованием метода STC, который дает значение при излучении 1 кВт / м2, что уже учитывает эффективность. Размер панели не имеет значения, так как значение указано в облучении на 1 м2, даже если панель меньше или больше.

Если вы знаете площадь и значение STC (1 Вт), вы можете сразу рассчитать эффективность, которая составляет 1 Вт / (1000 Вт / м2 * 0,0078 м2) = 12%, что довольно типично для панели c-Si.

Теперь значение облучения, заданное Годовое солнечное излучение = 1200 кВтч/квадратный метр, также, вероятно, будет выражено в общем облучении для конкретной области и должно учитывать погоду, время суток и все параметры, но это может зависеть от вашего источника.

Поскольку значение STC указано в 1000 Вт/м2, становится довольно просто 1Вт * (1200000Втч/м2 / 1000Вт/м2) = 1200Втч максимальной теоретической мощности.

Затем вам необходимо учитывать другие факторы, такие как угол наклона, угол падения света, пыль, спектральное несоответствие, панельное стекло и диффузионный и прямой отклик ячейки, что делает расчет довольно сложным.

Вы можете использовать программное обеспечение для выполнения расчетов, например, PVsyst.

Они оба неверны.

Полученное вами значение 2,74 выражено не в часах, а в кВтч/м2/день, так что это среднее значение излучения в день. Умножьте его на площадь, чтобы получить среднюю входную энергию. Затем вам нужно учесть эффективность панели, которая, вероятно, ниже 20%, чтобы получить выходную энергию. Номинальная мощность 1 Вт — это предел скорости, с которой вы можете подавать энергию с выхода панели на нагрузку.

это означает, что моя входная энергия составляет 2,74 кВтч * 0,007 кв. м = 19,18 Втч, что означает эффективность = (19,18/1 * 100) = 5,2%
пожалуйста, забудьте обо мне предыдущий комментарий, это неправильно и не может быть отредактировано вовремя. Я понимаю это, «это означает, что моя входная энергия составляет 2,74 кВтч * 0,007 кв. м = 19,18 Втч, и если я предполагаю, что эффективность панели составляет 15 % = 0,15, тогда общая выходная энергия = 0,15 * 19,18 Вт·ч = 2,87 Вт·ч.
Вы должны получить эффективность из таблицы данных для панели, которую вы используете. Затем вы можете получить выходную энергию. Например, если КПД равен 0,1 (10%), то средняя выработка энергии в сутки составит 0,1 * 2,74 * 0,0078 кВтч. Вы используете номинальное значение 1 Вт только для того, чтобы убедиться, что ваша нагрузка требует меньше этого (в противном случае панель для этого не годится). Вы должны использовать потребляемую мощность фактической нагрузки, чтобы узнать, как долго будет работать нагрузка (в среднем по часам в день). Хотя это только средние значения.
Да, ваш второй комментарий верен (некоторая ошибка округления из-за используемого значения площади).